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El desarrollo de GFRP proviene de la creciente demanda de nuevos materiales que son de mayor rendimiento, más livianos, más resistentes a la corrosión y más eficientes en la energía. Con el desarrollo de la ciencia de los materiales y la mejora continua de la tecnología de fabricación, GFRP ha ganado gradualmente una amplia gama de aplicaciones en varios campos. GFRP generalmente consiste enfibra de vidrioy una matriz de resina. Específicamente, GFRP comprende tres partes: fibra de vidrio, matriz de resina y agente interfacial. Entre ellos, la fibra de vidrio es una parte importante de GFRP. La fibra de vidrio se realiza mediante vidrio de fusión y dibujo, y su componente principal es el dióxido de silicio (SIO2). Las fibras de vidrio tienen las ventajas de alta resistencia, baja densidad, calor y resistencia a la corrosión para proporcionar resistencia y rigidez al material. En segundo lugar, la matriz de resina es el adhesivo para GFRP. Las matrices de resina de uso común incluyen poliéster, epoxi y resinas fenólicas. La matriz de resina tiene buena adhesión, resistencia química y resistencia al impacto para fijar y proteger las cargas de fibra de vidrio y transferencia. Los agentes interfaciales, por otro lado, juegan un papel clave entre la fibra de vidrio y la matriz de resina. Los agentes interfaciales pueden mejorar la adhesión entre la matriz de fibra de vidrio y resina, y mejorar las propiedades mecánicas y la durabilidad de la GFRP.
La síntesis industrial general de GFRP requiere los siguientes pasos:
(1) Preparación de fibra de vidrio:El material de vidrio se calienta y se derrite, y se prepara en diferentes formas y tamaños de fibra de vidrio mediante métodos como dibujo o pulverización.
(2) Pretratamiento de fibra de vidrio:El tratamiento de la superficie física o química de la fibra de vidrio para aumentar su rugosidad de la superficie y mejorar la adhesión interfacial.
(3) Arreglo de fibra de vidrio:Distribuya la fibra de vidrio previamente tratada en el aparato de moldeo de acuerdo con los requisitos de diseño para formar una estructura de disposición de fibra predeterminada.
(4) Matriz de resina de recubrimiento:Cubra la matriz de resina de manera uniforme en la fibra de vidrio, impregna los paquetes de fibra y coloca las fibras en contacto completo con la matriz de resina.
(5) Curado:Curando la matriz de resina calentando, presurizando o utilizando materiales auxiliares (por ejemplo, agente de curado) para formar una estructura compuesta fuerte.
(6) Post-tratamiento:El GFRP curado está sujeto a procesos posteriores al tratamiento, como recortar, pulir y pintar para lograr los requisitos finales de calidad y apariencia de la superficie.
Del proceso de preparación anterior, se puede ver que en el proceso deProducción GFRP, la preparación y disposición de la fibra de vidrio se puede ajustar de acuerdo con diferentes propósitos de proceso, diferentes matrices de resina para diferentes aplicaciones y se pueden utilizar diferentes métodos de postprocesamiento para lograr la producción de GFRP para diferentes aplicaciones. En general, GFRP generalmente tiene una variedad de buenas propiedades, que se describen en detalle a continuación:
(1) Ligero:El GFRP tiene una gravedad específica baja en comparación con los materiales metálicos tradicionales y, por lo tanto, es relativamente liviano. Esto lo hace ventajoso en muchas áreas, como el equipo aeroespacial, automotriz y deportivo, donde el peso muerto de la estructura puede reducirse, lo que resulta en un mejor rendimiento y la eficiencia del combustible. Aplicado a las estructuras de edificios, la naturaleza liviana de GFRP puede reducir efectivamente el peso de los edificios de gran altura.
(2) Alta fuerza: Materiales reforzados con fibra de vidrioTener alta fuerza, especialmente su resistencia a la tracción y la flexión. La combinación de matriz de resina y fibra de vidrio reforzada con fibra puede soportar grandes cargas y tensiones, por lo que el material sobresale en propiedades mecánicas.
(3) Resistencia a la corrosión:El GFRP tiene una excelente resistencia a la corrosión y no es susceptible a medios corrosivos como ácido, álcali y agua salada. Esto hace que el material en una variedad de entornos duros sea una gran ventaja, como en el campo de la ingeniería marina, equipos químicos y tanques de almacenamiento.
(4) buenas propiedades aislantes:GFRP tiene buenas propiedades aislantes y puede aislar efectivamente la conducción de energía electromagnética y térmica. Esto hace que el material sea ampliamente utilizado en el campo de la ingeniería eléctrica y el aislamiento térmico, como la fabricación de placas de circuito, mangas aislantes y materiales de aislamiento térmico.
(5) Buena resistencia al calor:GFRP tienealta resistenciay es capaz de mantener un rendimiento estable en entornos de alta temperatura. Esto lo hace ampliamente utilizado en campos aeroespaciales, petroquímicos y de generación de energía, como la fabricación de cuchillas de motor de turbina de gas, particiones del horno y componentes del equipo de planta de energía térmica.
En resumen, GFRP tiene las ventajas de alta resistencia, ligera, resistencia a la corrosión, buenas propiedades aislantes y resistencia al calor. Estas propiedades lo convierten en un material ampliamente utilizado en las industrias de construcción, aeroespacial, automotriz, potencia y química.